功率半導(dǎo)體發(fā)展如火如荼,伴隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源等行業(yè)的迅速發(fā)展,具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、熱導(dǎo)率、電子飽和速率及抗輻射能力的SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)等為代表的第三代半導(dǎo)體材料進(jìn)入快速發(fā)展階段,功率半導(dǎo)體正從傳統(tǒng)硅基功率器件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(金氧半場效晶體管),走向以SiC和GaN為代表的時代。
據(jù)TrendForce集邦咨詢研究統(tǒng)計,第三代半導(dǎo)體包括SiC與GaN,整體產(chǎn)值又以SiC占80%為重。SiC適合高壓、大電流的應(yīng)用場景,能進(jìn)一步提升電動汽車與再生能源設(shè)備系統(tǒng)效率。隨著安森美(onsemi)、英飛凌(Infineon)等與汽車、能源業(yè)者合作項目明朗化,將推動2023年整體SiC功率元件市場產(chǎn)值達(dá)22.8億美元,年成長41.4%。

從市場占有率來看,碳化硅功率器件全球主要的市場份額主要掌握在以意法半導(dǎo)體、英飛凌、科銳、羅姆半導(dǎo)體等為代表的企業(yè)手中,前五名的公司所占份額高達(dá)91%左右。我國在這條賽道上還在跑馬直追,近年來,針對該領(lǐng)域的企業(yè)融資并購、增資擴(kuò)產(chǎn)、新項目投產(chǎn)動工不斷涌現(xiàn)。其中,我國企業(yè)三安光電、基本半導(dǎo)體、中國電科等在內(nèi)的本土廠商,近期動態(tài)頻頻。
6月7日,意法半導(dǎo)體在官網(wǎng)宣布,將與三安光電在中國重慶建立一個新的8英寸碳化硅器件合資制造廠。新的SiC制造廠計劃于2025年第四季度開始生產(chǎn),預(yù)計將于2028年全面落成,屆時將更好地支持中國的汽車電氣化、工業(yè)電力和能源等應(yīng)用日益增長的需求。同時,三安光電將利用自有SiC襯底工藝,單獨(dú)建造和運(yùn)營一個新的8英寸SiC襯底制造廠,以滿足該合資廠的襯底需求。
中國電科方面,則在流片上帶來了好消息。近日,中國電科宣布旗下55所與一汽聯(lián)合研發(fā)的首款750V碳化硅功率芯片完成流片,首款全國產(chǎn)1200V塑封2in1碳化硅功率模塊完成A樣件試制。而55所此前已在國內(nèi)率先突破了6英寸碳化硅MOSFET批產(chǎn)技術(shù),碳化硅MOSFET器件在新能源汽車上批量應(yīng)用,裝車量達(dá)百萬輛,處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。同時,在SiC定制化和研發(fā)難度較高的設(shè)備端,中國電科48所研制的碳化硅外延爐出貨量同比大幅增長。
基本半導(dǎo)體方面,4月24日,深圳基本半導(dǎo)體有限公司車規(guī)級碳化硅芯片產(chǎn)線通線儀式在深圳市光明區(qū)舉行。該產(chǎn)線的順利通線,將全面提升粵港澳大灣區(qū)第三代半導(dǎo)體制造實力和核心競爭力,助力國內(nèi)車規(guī)級碳化硅芯片供應(yīng)鏈實現(xiàn)自主可控。6月8日,深圳基本半導(dǎo)體有限公司器件研發(fā)總監(jiān)張學(xué)強(qiáng)在2023國際AIoT智能網(wǎng)聯(lián)汽車分論壇上,對當(dāng)下汽車領(lǐng)域內(nèi)碳化硅的滲透板塊,工業(yè)電源、通信電源、光伏發(fā),以及新能源汽車、智能電動車方面進(jìn)行了介紹。
針對近年來碳化硅的使用困境,他表示,從2022年下半年到2023年開始,越來越多的主機(jī)廠開始從底層為碳化硅進(jìn)行設(shè)置。雖然未來依舊會遇到許多問題,但是隨著未來合作不斷深入,這些問題在逐步得到改善以及解決。
總體來看,SiC器件性能優(yōu)勢顯著,應(yīng)用范圍廣泛,我國企業(yè)在該領(lǐng)域奮起直追,有望實現(xiàn)彎道超車。
封面圖片來源:拍信網(wǎng)